Olivia Newton-John obratně přešla od populární country-popové zpěvačky k populární mainstreamové soft rockové zpěvačce a stala se jednou z nejúspěšnějších zpěvaček 70. let. Samotný přechod nebyl nijak náročný – její hity z počátku 70. let „I Honestly Love You“ a „Have You Never Been Mellow“ byly country pouze v tom nejvolnějším slova smyslu – přesto byl rozsah jejího úspěchu v obou oblastech pozoruhodný. Jako countryová zpěvačka se všech jejích prvních pět singlů dostalo v USA do první desítky; jako popová zpěvačka měla nejméně 15 hitů v první desítce, včetně pěti singlů na prvním místě, mezi nimiž vynikal singl „Physical“, který byl v letech 1981-1982 deset týdnů na prvním místě. Newton-Johnova sladká barva hlasu se dokonale hodila jak ke country-popu, tak k soft rocku, což ji udrželo na vrcholu hitparád až do poloviny 80. let. Po roce 1984 se již nedokázala dostat do Top 40, částečně kvůli změně hudebního vkusu a částečně proto, že nedokázala úspěšně nahrávat sexy dance-pop, ať se snažila sebevíc. Nicméně její hity ze 70. a 80. let zůstaly stálicemi soft rocku a adult contemporary až do 90. let, kdy již často nenahrávala.

Ačkoli se Newton-Johnová narodila v anglické Cambridgi, vyrůstala v australském Melbourne, kde byl její otec ředitelem Ormond College (její dědeček Max Born získal Nobelovu cenu za fyziku). Do showbyznysu nesměle vstoupila ve dvanácti letech, kdy vyhrála místní soutěž dvojnic Hayley Millsové. O několik let později založila se třemi kamarádkami ze školy ženskou vokální skupinu Sol Four. Když se Sol Four rozpadla, přihlásila se Newton-John do televizní talentové soutěže a vyhrála hlavní cenu – cestu do Londýna v Anglii. V Londýně vytvořila duo s další australskou zpěvačkou Pat Carroll a snažila se prosadit v hudebním průmyslu. Ačkoli její spolupráce s Carrolovou neměla dlouhého trvání – Pat byla po vypršení víza poslána zpět do Austrálie -, Olivia si v hudební branži dělala dobré jméno. Po Carrolově odchodu Newton-John nahrála a vydala svůj první singl, verzi písně Jackie DeShannon „Till You Say You’ll Be Mine“. Krátce nato se stala členkou bubblegumové skupiny Toomorrow, kterou sestavil Don Kirshner v naději, že vytvoří britskou verzi Monkees.

Let Me Be There Toomorrow se objevili ve stejnojmenném sci-fi filmu a počátkem roku 1970 měli jeden menší britský hit, „I Could Never Live Without Your Love“, než se skupina v tichosti rozpadla. Po neúspěchu skupiny Toomorrow se Newton-John stala součástí koncertní show Cliffa Richarda a vystupovala jako předskokanka na jeho koncertech i v jeho britském televizním seriálu It’s Cliff! Zviditelnění jako zpěvačky a komičky v tomto pořadu Olivii nesmírně pomohlo v kariéře a její první singl pro Uni Records, verze písně Boba Dylana „If Not for You“, se na jaře 1971 stal v Británii hitem Top Ten; v Americe byl překvapivě úspěšný, tři týdny strávil na vrcholu hitparády adult contemporary a v popové hitparádě se umístil na 25. místě. Následující dva roky se úspěch Newton-Johnové držel především v Británii, kde měla řadu menších hitů s coververzemi písní George Harrisona „What Is Life“ a Johna Denvera „Take Me Home Country Roads“. V Americe se její kariéra zastavila – její následující singl „Banks of the Ohio“ se sotva vyškrábal na spodní příčky Top 100. Na druhou stranu v USA vydala plnohodnotné album až v roce 1973, kdy vyšlo album „Let Me Be There“. Titulní skladba z této desky se stala obrovským hitem, počátkem roku 1974 získala zlatou desku a dostala se do první desítky country a popových žebříčků. „Skladba Let Me Be There byla tak úspěšná, že ke zděšení mnoha členů nashvillského hudebního průmyslu získala cenu Grammy za nejlepší ženský country vokální výkon.

Po „Let Me Be There“ následovaly další čtyři hity v Top Ten – „If You Love Me (Let Me Know)“ (číslo dvě country, číslo pět pop, 1974), „I Honestly Love You“ (číslo šest country, číslo jedna pop, 1974), „Have You Never Been Mellow“ (číslo tři country, číslo jedna pop, 1975) a „Please Mr Please“ (číslo pět country, číslo tři pop, 1975). Newton-Johnová se koncem roku 1974 přestěhovala do Los Angeles a začátkem následujícího roku získala od Country Music Association cenu pro zpěvačku roku. Na protest proti tomu několik členů CMA tuto organizaci opustilo. Ironií osudu Newton-Johnová již plánovala odchod od country. Během let 1976 a 1977 měla několik menších hitů se softrockovými písněmi. Ačkoli žádný z nich nebyl velkým popovým úspěchem, začaly ji etablovat jako popovou, nikoli country-popovou zpěvačku.

Grease Newton-Johnova proměna v mírně sexy popovou zpěvačku byla dokončena v roce 1978, kdy si zahrála ve filmové verzi populárního broadwayského muzikálu Pomáda. Pomáda, v níž hrál také John Travolta, se stala mezinárodním hitem a zrodily se z ní tři velké singly – „Hopelessly Devoted to You“, „Summer Nights“ a „You’re the One That I Want“; poslední dva byly duety Newton-John a Travolty. Zejména píseň „You’re the One That I Want“ zaznamenala obrovský úspěch a dostala se na první místo jak v Americe, tak v Británii; ve Velké Británii strávila na prvním místě neuvěřitelných devět týdnů. V roce 1979 vydala Newton-Johnová album Totally Hot, které se vyznačovalo směsí soft rocku a lehkého diska. Deska se stala dalším hitem, první singl „A Little More Love“ se umístil na třetím místě americké popové hitparády a stal se zlatým. Počátkem roku 1980 si Newton-John zahrála v roller-disco fantasy filmu Xanadu. Zatímco film byl naprostou bombou, soundtrack k němu se stal obrovským hitem. Skladba „Magic“ strávila čtyři týdny na vrcholu americké popové hitparády, duet ELO „Xanadu“ se dostal na osmé místo a její duet s Cliffem Richardem „Suddenly“ dosáhl na 20. příčku.

Physical Na dalším albu Physical Newton-John pokračovala v přetváření své image a přetvořila se v sexy fanatičku aerobiku. První singl z desky, sugestivní „Physical“, se stal obrovským hitem a během podzimu a zimy 1981-1982 strávil deset týdnů na prvním místě. Z „Physical“ vzešel další hit v Top Ten – „Make a Move on Me“ – a stal se její nejúspěšnější deskou. Po úspěchu alba jí byl udělen Řád britského impéria. V roce 1983 si Newton-Johnová opět zahrála s Travoltou, tentokrát v komedii Two of a Kind. Film byl bombou, ale píseň „Twist of Fate“, kterou nahrála pro soundtrack, se počátkem roku 1984 stala hitem Top Ten.

Soul Kiss Koncem roku 1984 se Newton-Johnová provdala za herce Matta Lattanziho. Následujícího roku vydala fyzický klon Soul Kiss, který přinesl pouze jeden menší hit s titulní skladbou. V roce 1986 se jí narodila dcera Chloe a otevřela síť obchodů s oblečením Koala Blue. V roce 1988 se Newton-John pokusila o comeback s albem The Rumour, ale album bylo ignorováno. V následujícím roce podepsala smlouvu s Geffenem a vydala album pro děti Warm and Tender. Koncem 80. a v 90. letech se věnovala rodině a podnikání a také několika ekologickým aktivistickým organizacím. V roce 1992 Koala Blue zanikla a Newton-Johnové byla diagnostikována rakovina prsu. Během následujícího roku úspěšně podstoupila léčbu této nemoci. V roce 1994 se vrátila k nahrávání nezávisle vydaným a vlastnoručně produkovaným albem Gaia. V roce 1998 následovalo album Back with a Heart, které se vrátilo do Nashvillu. O dva roky později vyšlo album One Woman’s Live Journey.

Grace and Gratitude V průběhu roku 2000 se Newton-John věnovala řadě charitativních aktivit, z nichž mnohé se týkaly rakoviny, včetně otevření Olivia Newton-John Cancer & Wellness Centre v Melbourne, a její nahrávky byly většinou inspirativní, jako například Grace and Gratitude z roku 2006, nebo sezónní publikace oddělené živými alby, jako Olivia Newton-John and the Sydney Symphony z roku 2007: Live at the Sydney Opera House. V roce 2010 znovu nahrála své LP z roku 2006 pod názvem Grace and Gratitude Renewed.

This Christmas V roce 2012 se Newton-John znovu spojila s Travoltou na svátečním charitativním albu This Christmas. V témže roce si také zahrála v australské komedii A Few Best Men, k níž dodala i soundtrack zaměřený na covery ze 70. a 80. let. Poté spolupracovala s Amy Sky a Beth Nielsen Chapman na inspirativním albu LIV ON. Na albu, které bylo inspirováno jejím bojem s rakovinou prsu a soustředilo se na témata smutku, péče a zotavení, se objevily nové a přepracované písně tohoto tria, včetně verze Newton-Johnovy písně „Grace and Gratitude“.